CN113323985B - 一种抗冲击的可调刚度隔振器 - Google Patents

一种抗冲击的可调刚度隔振器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗冲击的可调刚度隔振器，属于金属隔振器领域。它包括隔振器外壳，分别固定装设于隔振器外壳上下两端的上端盖和下端盖，用于安装被隔振设备的T型平台；隔振器外壳内部还装设有U型桶、子刚度装置A、子刚度装置B、子刚度装置C和刚度切换装置；子刚度装置A、子刚度装置B和子刚度装置C结构相同，均包括固定装设于下端盖上的双开口圆筒，滑动装设于双开口圆筒内部的压力板，上端与压力板相连、下端与下端盖固定相连的金属螺旋弹簧，下端口与双开口圆筒上端口相连的柔性管；通过转动齿轮实现普通流体在不同子刚度装置中的流通。本发明是一种简单合理、通过转动齿轮改变系统的刚度、用于抗冲击的可调刚度隔振器。

Description

一种抗冲击的可调刚度隔振器
技术领域
本发明主要涉及金属隔振器领域，特指一种抗冲击的可调刚度隔振器。
背景技术
金属隔振器因具有已知位移曲线的刚度特性而被广泛应用。现有技术中的金属隔振器通常具有恒定的刚度曲线，即在隔振过程中无法通过外部对其进行刚度调节，因此在冲击过程中不能同时兼顾长脉冲时间小冲击力和短脉冲时间大冲击力两种范围内的冲击隔振。因此，设计一种可调刚度的隔振器对于长脉冲时间小冲击力和短脉冲时间大冲击力的冲击隔振具有十分重要的应用价值。
发明内容
本发明需解决的技术问题是：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单合理、通过转动齿轮改变系统的刚度、既适用于长脉冲时间小冲击力隔振又适用于短脉冲时间大冲击力隔振的可调刚度隔振器。
为了解决上述问题，本发明提出的解决方案为：一种抗冲击的可调刚度隔振器，包括隔振器外壳，分别固定装设于所述隔振器外壳上下两端的上端盖和下端盖，用于安装被隔振设备的T型平台。
所述隔振器外壳内部还装设有U型桶、子刚度装置A、子刚度装置B、子刚度装置C和刚度切换装置。
所述U型桶上端开口，固定装设于所述上端盖的底部，底部自左向右间隔均匀依次开设有孔径相同的通孔A、通孔B和通孔C，内部装设有可沿所述U型桶内壁上下自由滑动的活塞；所述U型桶内部位于所述活塞下方充满普通流体。
所述子刚度装置A、子刚度装置B和子刚度装置C结构相同，均包括固定装设于所述下端盖上的双开口圆筒，滑动装设于所述双开口圆筒内部的压力板，上端与所述压力板相连、下端与所述下端盖固定相连的金属螺旋弹簧，下端口与所述双开口圆筒上端口相连的柔性管。
所述子刚度装置C中的金属螺旋弹簧的刚度是所述子刚度装置B中金属螺旋弹簧的刚度的n倍，所述子刚度装置B中的金属螺旋弹簧的刚度是所述子刚度装置A中金属螺旋弹簧的刚度的m倍，m、n为不小于二的正整数。
所述刚度切换装置包括与所述U型桶底部固定相连的矩形空腔，自左向右依次滑动装设于所述矩形空腔中的密封滑块A、密封滑块B、密封滑块C和密封滑块D，与所述密封滑块A左端面固定相连并穿过所述矩形空腔左壁的L型推拉杆，沿水平方向装设于所述L型推拉杆下端的齿条，与所述齿条啮合传动的齿轮，固定装设于所述下端盖上的齿轮架。
所述齿轮采用转轴转动装设于所述齿轮架的上端，所述转轴的端部设有正六边型凸台；所矩形空腔上壁自左向右间隔均匀依次开设有孔径相同的上通孔A、上通孔B和上通孔C，所矩形空腔下壁自左向右间隔均匀依次开设有孔径相同下通孔A、下通孔B和下通孔C；所述通孔A与所述上通孔A、所述下通孔A具有相同的内径，且在同一铅垂线上。
所述密封滑块A与密封滑块B采用连杆A相连，所述密封滑块B与密封滑块C采用连杆B相连，所述密封滑块C与密封滑块D采用连杆C相连；所述连杆A和连杆C的长度相等，均等于所述上通孔A与上通孔B之间的距离，所述连杆B的长度等于所述连杆A长度的两倍。
三个所述柔性管的上端口分别与所述下通孔A、下通孔B和下通孔C相连通；在正常工作状态下，所述通孔A、通孔B和通孔C有且只有一个与所述柔性管是连通的，所述通孔A、通孔B和通孔C中另外两个被密封滑块A、密封滑块B、密封滑块C和密封滑块D中的两个所密封；所述柔性管内部充满所述普通流体。
进一步地，所述普通流体为水或油。
进一步地，所述密封滑块A、密封滑块B、密封滑块C和密封滑块D的截面尺寸大于一倍的所述通孔A截面尺寸，小于两倍的所述通孔A截面尺寸。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：本发明的一种抗冲击的可调刚度隔振器，设有三个子刚度装置，通过转动齿轮实现普通流体在不同子刚度装置中的流通，从而改变系统的整体刚度。由此可知，本发明是一种简单合理、通过转动齿轮改变系统的刚度、用于抗冲击的可调刚度隔振器。
附图说明
图1是本发明的一种抗冲击的可调刚度隔振器的结构原理示意图。
图中，10—隔振器外壳；11—下端盖；12—上端盖；13—T型平台；21—U型桶；210—通孔A；211—通孔B；212—通孔C；22—活塞；23—普通流体；3—矩形空腔；31—上通孔A；32—上通孔B；33—上通孔C；34—下通孔A；35—下通孔B；36—下通孔C；41—密封滑块A；42—密封滑块B；43—密封滑块C；44—密封滑块D；45—连杆A；46—连杆B；47—连杆C；48—L形推拉杆；5—子刚度装置A；51—柔性管；52—双开口圆筒；53—压力板；54—金属螺旋弹簧；6—子刚度装置B；7—子刚度装置C；81—齿轮架；82—齿轮；83—齿条；84—正六边形型凸台。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1所示，本发明的一种抗冲击的可调刚度隔振器，它包括隔振器外壳10，分别固定装设于隔振器外壳10上下两端的上端盖12和下端盖11，用于安装被隔振设备的T型平台13。
参见图1所示，隔振器外壳10内部还装设有U型桶21、子刚度装置A5、子刚度装置B6、子刚度装置C7和刚度切换装置。
U型桶21上端开口，U型桶21的顶部固定装设于上端盖12的底部，U型桶21的底部自左向右间隔均匀依次开设有孔径相同的通孔A210、通孔B211和通孔C212，U型桶21内部装设有可沿U型桶21内壁上下自由滑动的活塞22；U型桶21内部位于活塞22下方充满普通流体23。
子刚度装置A5、子刚度装置B6和子刚度装置C7结构相同，均包括固定装设于下端盖11上的双开口圆筒52，滑动装设于双开口圆筒52内部的压力板53，上端与压力板53相连、下端与下端盖11固定相连的金属螺旋弹簧54，下端口与双开口圆筒52上端口相连的柔性管51。
子刚度装置C7中的金属螺旋弹簧54的刚度是子刚度装置B6中金属螺旋弹簧54的刚度的n倍，子刚度装置B6中的金属螺旋弹簧54的刚度是子刚度装置A5中金属螺旋弹簧54的刚度的m倍，m、n为不小于二的正整数。
刚度切换装置包括与U型桶21底部固定相连的矩形空腔3，自左向右依次滑动装设于矩形空腔3中的密封滑块A41、密封滑块B42、密封滑块C43和密封滑块D44，与密封滑块A41左端面固定相连并穿过矩形空腔3左壁的L型推拉杆48，沿水平方向装设于L型推拉杆48下端的齿条83，与齿条83啮合传动的齿轮82，固定装设于下端盖11上的齿轮架81。
齿轮82采用转轴转动装设于齿轮架81的上端，转轴的端部设有正六边型凸台84；所矩形空腔3上壁自左向右间隔均匀依次开设有孔径相同的上通孔A31、上通孔B32和上通孔C33，所矩形空腔3下壁自左向右间隔均匀依次开设有内径相同下通孔A34、下通孔B35和下通孔C36；通孔A210与上通孔A31、下通孔A34具有相同的内径，且在同一铅垂线上。
密封滑块A41与密封滑块B42采用连杆A45相连，密封滑块B42与密封滑块C43采用连杆B46相连，密封滑块C43与密封滑块D44采用连杆C47相连；连杆A45和连杆C47的长度相等，均等于上通孔A31与上通孔B32之间的距离，连杆B46的长度等于连杆A45长度的两倍。
三个柔性管51的上端口分别与下通孔A34、下通孔B35和下通孔C36相连通；在正常工作状态下，通孔A210、通孔B211和通孔C212有且只有一个与柔性管51是连通的，所述通孔A210、通孔B211和通孔C212中另外两个被密封滑块A41、密封滑块B42、密封滑块C43和密封滑块D44中的两个所密封；柔性管51内部充满普通流体23。
作为优选地，普通流体23为水或油。
作为优选地，密封滑块A41、密封滑块B42、密封滑块C43和密封滑块D44的截面尺寸大于一倍的通孔A210截面尺寸，小于两倍的通孔A210截面尺寸。
如图1所示，密封滑块A41和密封滑块B42恰好位于下通孔A34和下通孔B35的正上方，此时U型桶21中的普通流体23只能经通孔C212、上通孔C33、下通孔C36流向子刚度装置C7中的柔性管51中，进而对子刚度装置C7中的压力板53产生压力；当外部采用扳手或其它工具转动正六边形型凸台84，进而带动齿轮82顺时针方向转动，推动齿条83向左移动一定距离，从而使得密封滑块B42、密封滑块C43分别位于下通孔A34、下通孔C36的正上方，此时通孔B211和下通孔B35是相通的，因此U型桶21中的普通流体23只能经通孔B211、上通孔B32、下通孔B35流向子刚度装置B6中的柔性管51中，进而对子刚度装置B6中的压力板53产生压力；因此，转动正六边型凸台84，可以改变三个柔性管51与U型桶21之间的液体通道，进而实现普通流体23对不同刚度的金属螺旋弹簧54产生液体压力。
矩形空腔3为一个大长方体内部挖去一个小长方体形成横截面为矩形的空腔体，其制造时采用门个面密封固定构成。齿轮82顺时针转动一定角度，可以分别实现通孔C212与子刚度装置C7中柔性管51之间、通孔B211与子刚度装置B6中柔性管51之间、通孔A210与子刚度装置A5中柔性管51之间的液体流动管道；齿轮82逆时针转动一定角度，可以分别实现通孔A210与子刚度装置A5中柔性管51之间、通孔B211与子刚度装置B6中柔性管51之间、通孔C212与子刚度装置C7中柔性管51之间的液体流动管道。
由于柔性管51中充满了普通流体23，因此当齿轮82转动到第一工位时，即密封滑块C43和密封滑块D44分别密封住通孔B211和通孔C212，此时子刚度装置A5处于工作状态，T型平台13向下运动，推动普通流体23流向子刚度装置A5中的双开口圆筒52，进而压缩其中的金属螺旋弹簧A54，此时整个系统的刚度由子刚度装置A5中金属螺旋弹簧A54的刚度所决定，不妨设此时整个系统的刚度为k；当齿轮82转动到第二工位时，即密封滑块B42和密封滑块C43分别密封住通孔A210和通孔C212，此时子刚度装置B6处于工作状态，此时整个系统的刚度由子刚度装置B6中金属螺旋弹簧A54的刚度所决定，因此整个系统的刚度为mk；当齿轮82转动到第三工位时(如图1)，即密封滑块A41和密封滑块B42分别密封住通孔A210和通孔B211，此时子刚度装置C7处于工作状态，此时整个系统的刚度由子刚度装置C7中金属螺旋弹簧A54的刚度所决定，因此整个系统的刚度为mnk。
调节刚度的工作原理：转动齿轮82至第一工位，系统的刚度为k；转动齿轮82至第二工位，系统的刚度为mk；转动齿轮82至第三工位，系统的刚度为mnk。因此，只需要用外力转动正六边型凸台84，带动齿轮82的转动，既可以实现整个系统刚度的倍增或倍减调节。对于长脉冲时间小冲击力的隔振，可以将本发明的隔振器调节到第一工位；对于短脉冲时间大冲击力的隔振，可以将本发明的隔振器调节到第三工位；介于两者之间的冲击，可以将本发明的隔振器调节到第二工位。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应该属于本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种抗冲击的可调刚度隔振器，包括隔振器外壳(10)，分别固定装设于所述隔振器外壳(10)上下两端的上端盖(12)和下端盖(11)，用于安装被隔振设备的T型平台(13)，其特征在于：
所述隔振器外壳(10)内部还装设有U型桶(21)、子刚度装置A(5)、子刚度装置B(6)、子刚度装置C(7)和刚度切换装置；
所述U型桶(21)上端开口，固定装设于所述上端盖(12)的底部，底部自左向右间隔均匀依次开设有孔径相同的通孔A(210)、通孔B(211)和通孔C(212)，内部装设有可沿所述U型桶(21)内壁上下自由滑动的活塞(22)；所述U型桶(21)内部位于所述活塞(22)下方充满普通流体(23)；
所述子刚度装置A(5)、子刚度装置B(6)和子刚度装置C(7)结构相同，均包括固定装设于所述下端盖(11)上的双开口圆筒(52)，滑动装设于所述双开口圆筒(52)内部的压力板(53)，上端与所述压力板(53)相连、下端与所述下端盖(11)固定相连的金属螺旋弹簧(54)，下端口与所述双开口圆筒(52)上端口相连的柔性管(51)；
所述子刚度装置C(7)中的金属螺旋弹簧(54)的刚度是所述子刚度装置B(6)中金属螺旋弹簧(54)的刚度的n倍，所述子刚度装置B(6)中的金属螺旋弹簧(54)的刚度是所述子刚度装置A(5)中金属螺旋弹簧(54)的刚度的m倍，m、n为不小于二的正整数；
所述刚度切换装置包括与所述U型桶(21)底部固定相连的矩形空腔(3)，自左向右依次滑动装设于所述矩形空腔(3)中的密封滑块A(41)、密封滑块B(42)、密封滑块C(43)和密封滑块D(44)，与所述密封滑块A(41)左端面固定相连并穿过所述矩形空腔(3)左壁的L型推拉杆(48)，沿水平方向装设于所述L型推拉杆(48)下端的齿条(83)，与所述齿条(83)啮合传动的齿轮(82)，固定装设于所述下端盖(11)上的齿轮架(81)；
所述齿轮(82)采用转轴转动装设于所述齿轮架(81)的上端，所述转轴的端部设有正六边型凸台(84)；所述矩形空腔(3)上壁自左向右间隔均匀依次开设有孔径相同的上通孔A(31)、上通孔B(32)和上通孔C(33)，所述矩形空腔(3)下壁自左向右间隔均匀依次开设有孔径相同下通孔A(34)、下通孔B(35)和下通孔C(36)；所述通孔A(210)与所述上通孔A(31)、所述下通孔A(34)具有相同的内径，且在同一铅垂线上；
所述密封滑块A(41)与密封滑块B(42)采用连杆A(45)相连，所述密封滑块B(42)与密封滑块C(43)采用连杆B(46)相连，所述密封滑块C(43)与密封滑块D(44)采用连杆C(47)相连；所述连杆A(45)和连杆C(47)的长度相等，均等于所述上通孔A(31)与上通孔B(32)之间的距离，所述连杆B(46)的长度等于所述连杆A(45)长度的两倍；
三个所述柔性管(51)的上端口分别与所述下通孔A(34)、下通孔B(35)和下通孔C (36)相连通；在正常工作状态下，所述通孔A(210)、通孔B(211)和通孔C(212)有且只有一个与所述柔性管(51)是连通的，所述通孔A(210)、通孔B(211)和通孔C(212)中另外两个被密封滑块A(41)、密封滑块B(42)、密封滑块C(43)和密封滑块D(44)中的两个所密封；所述柔性管(51)内部充满所述普通流体(23)。
2.根据权利要求1所述的一种抗冲击的可调刚度隔振器，其特征在于：所述普通流体(23)为水或油。
3.根据权利要求1所述的一种抗冲击的可调刚度隔振器，其特征在于：所述密封滑块A(41)、密封滑块B(42)、密封滑块C(43)和密封滑块D(44)的截面尺寸大于一倍的所述通孔A(210)截面尺寸，小于两倍的所述通孔A(210)截面尺寸。
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